同年12月发射的探测器叫“火星探路者”，它将在1997年7月4日在火星上着陆，并开始仔细搜索这个星球的表面曾经存在生命的证据。“火星探路者”在火星上着陆后将放一个机器人（漫游越野车）以收集火星表面样品，为人类登上火星寻找理想的着陆地点，考察火星表面一条干涸的河沟。“火星探路者”探测器将用德尔他-2火箭发射，它由轨道器和着陆器组成，重800千克，其中着陆器重264千克。当“火星探路者”进入火星轨道后，便绕火星运行。在运行到火星北纬19.5°、西经32.8°上空时,轨道器与着陆器分离,轨道器继续绕火星飞行进行考察,而着陆器则以15-20°角度和6.3千米125千米高的稀薄大气层后,速度降为250米/秒,这是火星大气阻力所致。打开一张直径7.3米的降落伞，使着陆器的速度降至35米/秒。着陆器上的雷达高度计在距表面1.5千米时（速度为60-75米/秒）开始工作，当测到着陆器距火星表面300米时，其所带的气囊充气，以便着陆器软着陆；当距火星表面50-70米时，着陆器上的反推固体火箭点火工作，进一步减速。最后，着陆器在气囊的保护下落到火星表面。
着陆器拟在阿瑞斯谷谷口附近一条向外流的椭圆形河道处降落，之所以选择这一着陆场是因为它离赤道近，阳光充足。另外，此处“海拔”低，能为降落伞减速和雷达高度表捕获火星表面及测高争取时间。落点误差在100千米*25千米椭圆范围内。
着陆器是一个锥形四面体，触地时四个表面的气囊能吸收相当于3米/秒垂直速度和50米/秒水平速度下落时的冲击能量，使落地时的冲击力小于50克着陆后，不管着地的姿态怎样，着陆器3个侧面的三解开“花瓣”自动展开，露出着陆器内的各种装置和安装在一侧“花瓣”内表面的微型漫游越野车（因为是自动行走，用于搜集火星原始微生物和原始微生物的化石，所以也被人泛称为机器人）。这种设计能确保着陆器摆正位置。“花瓣”展开后的外露表面上还贴有砷化镓太阳能电池片。关于叫做旅居者的微型漫游越野车有不同说法，有报道说它是一种长0.66米，宽0.48米，高0.30米，重11.5千克的6轮车，也有报道说它是长、宽、高各为0.60米、0.46米、0.18米，重7.5千克的6轮车。其主要任务是勘探。它将在到达火星表面后的头7天内在着陆器的四周完成工程和科学的基本使命。此后将到离着陆器更远的位置去执行范围更广的任务（在离着陆器200米的半径内活动）。
在越野车从着陆器开出后，着陆器便是一个自动操作的仪器工作站。它探测地个地区不同成分的岩石和土壤，该使命原计划30天，后延长为1年，以搜集因季节变化而不同的火星资料。其上装有火星探路者成像仪（IMP）、α质子X射线频谱议、大气结构和气象实验装置（AST/MET）等，通过17瓦固态放大器和X波段的低增益天线及双轴高增益天线（HGA）通信联络，数据传输速率为700比特/秒。通信设备用100瓦太阳电池和银锌蓄电池供电。特别要指出的是，着陆器上的IMP是一个立体望远镜系统，它装在一根可升降的杆上（能升到着陆器之上0.85米外），带有方位和高低驱动机构，能看到整个着陆器和附近的火星表面。面包箱大小的越野车上也装有α质子X射线频谱仪（APXS）和前视、后视照相机等，用鞭状天线与自动操作的工作仪器站无线电通信，用车顶上的太阳能电池和蓄电池可供电17-30天。它与仪器工作站最大通信距离为500米，而这一距离越野车要走几周才能到达。
1998年，美国还将发射“火星全球勘探者-2”号探测器。它将在火星南极表面着陆，载有俄罗斯的着陆器和土壤探测器，这将是美俄“火星共同计划”的开始。该探测器将用机械手在火星表面上挖出一条深沟，以测量火星土壤的硬度和寻找水源。
所获数据由探测器携带的一台法国无线电收发机传回地坏。其上的两架广角照相机将通过摄制整个星球的季节变化情况提供火星的大幅照片，另一架高分辨率照相机用于提供选定着陆区域的更为详细的照片。
除了对火星自然环境探测外，科学家还拟在火星上寻找生命的踪迹。至今，仍没有发现火星上有生命的迹象。被称为来自火星ALH84001陨石不能说明火星上有生命存在过，如有生命存在，它应深进而在地下，或有温泉的地方。若真有原始生物在火星上进化过，可能会在古老的河床或温泉处找到进化的踪迹。因此。这些地方将是探测的热点目标。
“探路者”创下三个第一
“火星探路者”号太空船是美国宇航局花费了1.25亿美元完成的一项杰作，科学 家们的巧妙设计使它能够像子弹一样射出，以2.8万公里的时速穿过太空，然后以14.2 度倾角进入火星大气层。倾角的精度要求很严，因为角度过大会造成激烈摩擦导致太 空船焚毁，而角度过小则会使太空船掠过大气层飞离火星。 1996年12月4日，“火星探路者”离开地球向着火星挺进，经过213天的冲刺，最 后以 26460公里的时速向火星疾冲而下。美国科学家为太空船精心选择的着陆地点是 一片长200公里、宽70公里的干涸河床，那里地势平坦，适合秒速仅1厘米的六轮探测 车到处走动。同时，这里的风力也较弱，可以避免尘粒干扰传回地球的图像。 在冲到距火星地面10公里左右的高度时，“火星探路者”的感应器启动了一具硕 大的降落伞，它以比地心引力大20倍的阻力使太空船在一分钟内时速骤减到1610公里 至1285公里。此时，距着陆还有 100秒，多枚小火箭反向点燃，使得冲速更加缓和。 紧接着，隔热罩张开，以免太空船前端过热。着陆前8秒，太空船距火星只有1.7公里，24个直径约1米的气囊迅速膨胀，紧紧地护住了高 0.9米、重800多公斤的“火星探路 者”。4秒钟后，太空船降到离火星40米的高度，数枚自动点燃的反向制动火箭切断了降落伞，太空船以40公里的时速冲向火星地面。此时，气囊起了很好的缓冲作用， 太空船在地上弹跳了十多米，而后，又弹跳了十多次才完全停稳。 15分钟后，气囊排气收缩完毕，“火星探路者”张开三片六角形太阳能板，伸出 并启动天线、摄影机、天气感测器和其它仪器。太空船着陆的时候，火星上正是黑夜， 到处一片漆黑。3 个小时后，太阳升起，太空船开始利用太阳能发电，陆续向地面发 回了一系列重要信息。晚上 8时，地球上的科学家们收到了“火星探路者”发回的邮 票般大小的第一张黑白照片，稍后，彩色照片也开始一张张传回地面接收站。
可见近距离许多黑色的鹅卵石及远处起伏崎岖的山丘，天空则是一片淡红。此次， 太空船上一架 3D摄影机完整地拍摄了周围360度的景象，所有的照片都显示出火星是 一片贫瘠的荒漠。 根据计划，“火星探路者”在登陆后将连续工作一个月，其目的主要是研究火星 地表地质的形成和结构，探测火星岩石成分与矿物特征，报告气候与大气状态。
届时 它会传回大量降落点的照片及火星成分和大气层的数据。探测车“漫游者号”则由科 学家在地球遥控，在太空船四周一个足球场大的范围内移动，工作目标是为火星地表 的有趣岩石拍摄并分析其化学成分。“漫游者号”可以攀爬30度的斜坡，越过高约20 厘米的石块，并可侦测出过度倾斜高地并在翻车前停驶，它的工作期限是一周。 当然，“火星探路者”着陆后也出了一点小小的故障，那是当探测车“漫游者号” 从太空船中驶出的时候，被一个没有及时收回的气囊绊住了一个车轮，这使得它无法 按原定计划走上火星探测。地面的科学家们立即指示“火星探路者”提起瓣状的外壳， 用电马达尽量将气囊拉开。但没想到此时软件出了问题，“火星探路者”和“漫游者 号”互不识别通讯系统。地面控制人员立刻重新设定探测车的数据机。12小时后故障 被彻底排除，“漫游者号”慢悠悠地开始了在火星上的漫游。 这次“火星探路者”号太空船在火星的着陆同时创下了三个第一的纪录：它是第 一个没有围绕火星运行而直接在火星着陆的太空飞行器；它是第一个在超音速 (时速 1600公里 )速度下使用降落伞的飞行器；它是第一个使用类似汽车使用的气囊做气垫， 以减轻着陆时冲击的飞行器。